葉片精鍛成形性能分析及工藝參數優(yōu)化.pdf

1、葉片是飛機和發(fā)電設備的基礎零件，其生產要求嚴格苛刻，生產需求量大。精密鍛造葉片不僅能夠節(jié)能減排還能提高其使用性能。精鍛中工藝參數會影響葉片的成形性能。筆者主要以某汽輪機葉片為例，對其進行有限元基本理論分析、材料特性研究、三維建模、三維有限元數值模擬和工藝參數優(yōu)化。具體研究內容如下：
　　1.采用拉格朗日算子和罰函數法對剛粘塑性有限元基本方程推導，選取牛頓-拉普森迭代法對離散后的有限元方程求解。
　　2.高溫條件下利用棒料壓縮

2、法對葉片材料進行了研究，繪制了壓縮過程中材料的真應力-應變關系曲線，并得到了材料的熱變形方程。
　　3.在 UG中建立起葉片三維實體，對葉片和坯料實體進行了詳細設計。通過對葉片精鍛的力參數和幾何參數的分析，設計了其精鍛模具。
　　4.在 DEFORM-3D中對葉片精鍛成形過程和性能進行了分析，得到了載荷變化，等效應力分布及單因素條件下葉片材料損傷分布和模具磨損分布規(guī)律。
　　5將正交實驗設計、方差分析，二階回歸擬合，多

3、目標函數，線性加權法和遺傳算法應用到葉片精鍛的工藝參數優(yōu)化。以材料的損傷和模具的磨損為研究對象，分析了葉片的精鍛成形性能。通過二階回歸和線性加權法建立了工藝參數與葉片的精鍛成形性能之間的函數關系。將遺傳算法應用于葉片成形性能工藝參數優(yōu)化。
　　6.通過葉片精鍛實驗對比了仿真結果。通過精鍛后葉身材料的力學實驗校驗了葉片性能。搭建了測試葉片裂紋深度的平臺。通過熒光法和實驗法相結合對結果驗證。驗證表明工藝參數優(yōu)化后葉片材料的損傷情況明顯